《基於極高Q值晶體回音壁腔的窄線寬布里淵雷射器研究》是依託華中科技大學，由林國平擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於極高Q值晶體回音壁腔的窄線寬布里淵雷射器研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：林國平
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
窄線寬雷射器在光通信、光感測及許多高精密測量領域有著極其重要的作用。相比傳統的光纖雷射器，基於回音壁模式諧振腔的連續布里淵雷射器具有更為緊湊的體積和極低的閾值，因此為獲取這種雷射器提供了新的途徑。目前國際上的相關研究主要針對二氧化矽玻璃光學微腔，而晶體腔能夠為提高布里淵雷射器的線寬性能提供多樣化的平台。本項目擬對晶體腔進行材料選擇和最佳化設計，採用精密研磨拋光法研製表面粗糙度優於1 nm的晶體諧振腔，獲得在紫外和近紅外波段高於10^9的Q值，通過溫控和泵浦光波長的鎖定，實現線寬在百赫茲內的連續布里淵雷射輸出。此外，本項目擬研究以亞赫茲線寬超穩雷射作為泵浦源的受激布里淵散射，通過分析實驗裝置中的噪聲，探索能夠接近熱噪聲極限的實驗設計。本項目的開展將為下一步研製新一代緊湊型窄線寬雷射器打下良好的基礎。
結題摘要
窄線寬連續雷射器在雷射雷達、雷射光譜學、雷射通訊和遙感等套用領域有著重要的套用前景。緊湊型低噪聲雷射模組的研製也是前沿研究的熱點之一，是需要解決的關鍵技術。本項目以具備體積小、重量輕及高品質因子特點的單塊式全反射腔為研究對象，開展了窄線寬雷射器的研製工作。項目研製過程中，我們實現線寬優於2kHz的單塊非平面環形腔雷射器，對該雷射頭單元進行了小型模組化封裝設計，通過了實驗室內部包含振動、衝擊和高低溫度循環在內的環境模擬摸底試驗。同時，我們提出並報導了基於單塊非平面環形腔的窄線寬渦旋光雷射器，觀察到渦旋晶體光束的產生，提出了一種採用平凹透鏡作為反射元件的簡易拓撲荷數檢測技術，系統研究了該類型腔體中渦旋光雷射的模式特徵和雷射性能。通過頻率噪聲譜測量，我們還發現該雷射器在噪聲譜高頻處具備很低的頻率噪聲（達0.1Hz/Hz^1/2）。本項目的研究成果結合了單塊全反射腔的緊湊性、低噪聲性能以及渦旋光束所帶有的軌道角動量特徵，為進一步拓展該雷射器在雷射精密測量的套用奠定了技術基礎。
